配电能效的计算方法与低压配电网能效监测系统技术方案

本申请涉及一种配电能效的计算方法与低压配电网能效监测系统。其中，所述配电能效的计算方法，通过能效监测装置将所述配电系统划分为主线路单元、分布式电源单元和负荷单元，突出了整个配电系统损耗的组成情况，层次清晰。通过将负荷单元划分为多个负荷子单元，以及将分布式电源单元划分为多个分布式电源子单元，分别进行器件损耗计算和线路损耗计算，实现化繁为简，对相同类型的负荷子单元或分布式电源子单元统一计算，大大节省了计算量。本申请提供的配电能效的计算方法与低压配电网能效监测系统，结合了不同组成部分的能量传输方向和结构特性，对配电网不同组成部分进行详细的损耗统计，计算结果精确。

Calculation method of distribution energy efficiency and energy efficiency monitoring system of low voltage distribution network

【技术实现步骤摘要】
配电能效的计算方法与低压配电网能效监测系统
本申请涉及配电网能耗
，特别是涉及一种配电能效的计算方法与低压配电网能效监测系统。
技术介绍
配电系统的配电能效通常指配电系统中负荷的总功率与配电系统总供电功率的比值，其中配电网总供电功率包括负荷的总功率与损耗功率。配电系统的电压等级一般分为低压侧、中压侧和高压侧。传统的配电能效的计算方法存在的问题是：针对低压侧的损耗缺乏统计策略，导致最终配电能效的计算结果不准确。传统的配电能效的计算方法通常只统计中压侧和高压侧的损耗，由于低压侧的损耗总量小，默认可以直接代以一定的比例，基于经验公式进行计算。例如已知某低压侧的电功率，直接乘以一定的经验系数得到低压侧的全部损耗，缺乏科学性和合理性，使得最终配电能效的计算结果失去准确性。
技术实现思路
基于此，有必要针对传统配电能效的计算方法存在针对低压侧的损耗缺乏统计策略，导致最终配电能效的计算结果不准确的问题，提供一种配电能效的计算方法与低压配电网能效监测系统。本申请提供一种配电能效的计算方法，包括：获取配电系统的结构数据，并对所述配电系统的结构数据进行分析，将所述配电系统划分为主线路单元、分布式电源单元和负荷单元；依据所述负荷单元的电驱动特性，对所述负荷单元中的所有负荷器件进行分类，将所述负荷单元划分为多个负荷子单元，每一个负荷子单元包括多个相同类型的负荷器件；依据所述分布式电源单元的供电特性，对所述分布式电源单元中的所有分布式电源进行分类，将所述分布式电源单元划分为多个分布式电源子单元，每一个分布式电源子单元包括多个相同类型的分布式电源；依所述配电系统的电能损耗产生方式，将所述配电系统中产生的电能损耗分为器件损耗和线路损耗；获取在当前时间节点下，每一个负荷子单元的实际用电功率与负荷额定功率，依据每一个负荷子单元的实际用电功率与负荷额定功率，计算在当前时间节点下，每一个负荷子单元的器件损耗和线路损耗；获取在当前时间节点下，每一个分布式电源子单元的实际用电功率与分布式电源额定功率，依据每一个分布式电源子单元的实际用电功率与分布式电源额定功率，计算在当前时间节点下，每一个分布式电源子单元的器件损耗和线路损耗；依据在当前时间节点下，每一个负荷子单元的实际用电功率、器件损耗与线路损耗，以及每一个分布式电源子单元的的实际用电功率、器件损耗与线路损耗，计算在当前时间节点下的主线路线路损耗与主线路器件损耗；对当前时间节点下，每一个负荷子单元的器件损耗和线路损耗、每一个分布式电源子单元的器件损耗和线路损耗、以及主线路线路损耗与主线路器件损耗求和，得出在当前时间节点下的配电系统总损耗；对当前时间节点下，多个负荷子单元的实际用电功率求和，得出在当前时间节点下的负荷侧实际用电总功率；依据在当前时间节点下的配电系统总损耗、以及在当前时间节点下的负荷侧实际用电总功率，基于公式1计算所述配电系统在当前时间节点下的实时配电能效；其中，TRDC(t为所述配电系统在当前时间节点下的实时配电能效，LossDC(t)为在当前时间节点下的配电系统总损耗，PL(t)为在当前时间节点下的负荷侧实际用电总功率。本申请还提供一种低压配电网能效监测系统，包括：低压配电系统，包括主线路单元、分布式电源单元与负荷单元；所述分布式电源单元的输出端与所述负荷单元的输入端电连接，所述主线路单元的输出端连接于所述分布式电源单元与所述负荷单元之间的连接链路中；能效监测装置，与所述低压配电系统电连接，用于执行前述内容提及的配电能效的计算方法，实时对所述低压配电系统的配电能效进行计算，并输出计算结果。本申请涉及一种配电能效的计算方法与低压配电网能效监测系统，通过能效监测装置对所述配电系统的结构数据进行分析，将所述配电系统划分为主线路单元、分布式电源单元和负荷单元，突出了整个配电系统损耗的组成情况，层次清晰。通过将负荷单元划分为多个负荷子单元，以及将分布式电源单元划分为多个分布式电源子单元，实现化繁为简，对相同类型的负荷子单元或分布式电源子单元统一计算，大大节省了计算量。进一步地，通过分别计算每一个负荷子单元的器件损耗与线路损耗，以及每一个分布式子单元的器件损耗与线路损耗，推算主线路损耗，进而得出配电系统总损耗，实现了针对不同器件自身特性曲线对实时功率损耗进行的推导与统计。最终基于配电系统总损耗和负荷侧实际用电总功率，可以实时计算配电系统的实时配电能效。本申请提供的配电能效的计算方法与低压配电网能效监测系统，结合了不同组成部分的能量传输方向和结构特性，对配电网不同组成部分进行详细的损耗统计，计算结果精确。附图说明图1为本申请一实施例提供的配电能效的计算方法的流程示意图；图2为本申请一实施例提供的低压配电网能效监测系统的结构示意图；图3为本申请一实施例提供的低压配电网能效监测系统中的能效监测装置的结构示意图。附图标记：10低压配电系统110主线路单元111主线路单元的输出端120分布式电源单元121分布式电源单元的输出端122分布式电源子单元130负荷单元131负荷单元的输入端132负荷子单元20能效监测装置具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。本申请提供一种配电能效的计算方法。需要说明的是，本申请提供的配电能效的计算方法不限制其应用领域与应用场景。可选地，本申请提供的配电能效的计算方法应用于低压配电网。本申请提供的配电能效的计算方法并不限制其执行主体。可选地，本申请提供的配电能效的计算方法的执行主体可以为一种能效监测装置。所述能效监测系统与配电系统电连接，用于执行本申请提供的配电能效的计算方法，实时对所述配电系统的配电能效进行计算，并输出计算结果。具体地，所述配电能效的计算方法的执行主体可以为一种能效监测装置中的一个或多个处理器。如图1所示，在本申请的一实施例中，所述配电能效的计算方法包括如下步骤S100至步骤S800：S100，获取配电系统的结构数据。进一步地，对所述配电系统的结构数据进行分析，将所述配电系统划分为主线路单元、分布式电源单元和负荷单元。具体地，所述配电系统的结构数据可以在配电系统的初始配置过程中保存至所述能效监测装置的存储器。所述配电系统的结构数据的呈现方式可以为多种。可选地，所述配电系统的结构数据可以为所述配电系统的结构电路图。本步骤中，所述能效监测装置可以从本地的存储器获取配电系统的结构数据，对所述配电系统的结构数据进行分析。具体地，所述配电系统的结构数据包括所述配电系统中不同线路的长度统计数据，以及每条线路所述连接的电力电子器件的数量与类型。可以理解，所述配电系统的结构数据揭示了所述配电系统的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种配电能效的计算方法，其特征在于，包括：/nS100，获取配电系统的结构数据，并对所述配电系统的结构数据进行分析，将所述配电系统划分为主线路单元、分布式电源单元和负荷单元；/nS200，依据所述负荷单元的电驱动特性，对所述负荷单元中的所有负荷器件进行分类，将所述负荷单元划分为多个负荷子单元，每一个负荷子单元包括多个相同类型的负荷器件；/n依据所述分布式电源单元的供电特性，对所述分布式电源单元中的所有分布式电源进行分类，将所述分布式电源单元划分为多个分布式电源子单元，每一个分布式电源子单元包括多个相同类型的分布式电源；/nS300，依所述配电系统的电能损耗产生方式，将所述配电系统中产生的电能损耗分为器件损耗和线路损耗；/nS400，获取在当前时间节点下，每一个负荷子单元的实际用电功率与负荷额定功率，依据每一个负荷子单元的实际用电功率与负荷额定功率，计算在当前时间节点下，每一个负荷子单元的器件损耗和线路损耗；/nS500，获取在当前时间节点下，每一个分布式电源子单元的实际用电功率与分布式电源额定功率，依据每一个分布式电源子单元的实际用电功率与分布式电源额定功率，计算在当前时间节点下，每一个分布式电源子单元的器件损耗和线路损耗；/nS600，依据在当前时间节点下，每一个负荷子单元的实际用电功率、器件损耗与线路损耗，以及每一个分布式电源子单元的的实际用电功率、器件损耗与线路损耗，计算在当前时间节点下的主线路线路损耗与主线路器件损耗；/nS700，对当前时间节点下，每一个负荷子单元的器件损耗和线路损耗、每一个分布式电源子单元的器件损耗和线路损耗、以及主线路线路损耗与主线路器件损耗求和，得出在当前时间节点下的配电系统总损耗；/n对当前时间节点下，多个负荷子单元的实际用电功率求和，得出在当前时间节点下的负荷侧实际用电总功率；/nS800，依据在当前时间节点下的配电系统总损耗、以及在当前时间节点下的负荷侧实际用电总功率，基于公式1计算所述配电系统在当前时间节点下的实时配电能效；/n...

【技术特征摘要】
1.一种配电能效的计算方法，其特征在于，包括：
S100，获取配电系统的结构数据，并对所述配电系统的结构数据进行分析，将所述配电系统划分为主线路单元、分布式电源单元和负荷单元；
S200，依据所述负荷单元的电驱动特性，对所述负荷单元中的所有负荷器件进行分类，将所述负荷单元划分为多个负荷子单元，每一个负荷子单元包括多个相同类型的负荷器件；
依据所述分布式电源单元的供电特性，对所述分布式电源单元中的所有分布式电源进行分类，将所述分布式电源单元划分为多个分布式电源子单元，每一个分布式电源子单元包括多个相同类型的分布式电源；
S300，依所述配电系统的电能损耗产生方式，将所述配电系统中产生的电能损耗分为器件损耗和线路损耗；
S400，获取在当前时间节点下，每一个负荷子单元的实际用电功率与负荷额定功率，依据每一个负荷子单元的实际用电功率与负荷额定功率，计算在当前时间节点下，每一个负荷子单元的器件损耗和线路损耗；
S500，获取在当前时间节点下，每一个分布式电源子单元的实际用电功率与分布式电源额定功率，依据每一个分布式电源子单元的实际用电功率与分布式电源额定功率，计算在当前时间节点下，每一个分布式电源子单元的器件损耗和线路损耗；
S600，依据在当前时间节点下，每一个负荷子单元的实际用电功率、器件损耗与线路损耗，以及每一个分布式电源子单元的的实际用电功率、器件损耗与线路损耗，计算在当前时间节点下的主线路线路损耗与主线路器件损耗；
S700，对当前时间节点下，每一个负荷子单元的器件损耗和线路损耗、每一个分布式电源子单元的器件损耗和线路损耗、以及主线路线路损耗与主线路器件损耗求和，得出在当前时间节点下的配电系统总损耗；
对当前时间节点下，多个负荷子单元的实际用电功率求和，得出在当前时间节点下的负荷侧实际用电总功率；
S800，依据在当前时间节点下的配电系统总损耗、以及在当前时间节点下的负荷侧实际用电总功率，基于公式1计算所述配电系统在当前时间节点下的实时配电能效；



其中，TRDC(t为所述配电系统在当前时间节点下的实时配电能效，LossDC(t)为在当前时间节点下的配电系统总损耗，PL(t)为在当前时间节点下的负荷侧实际用电总功率。


2.根据权利要求1所述的配电能效的计算方法，其特征在于，所述步骤S400包括：
S411，获取在当前时间节点下，每一个负荷子单元的实际用电功率，所述实际用电功率为流出所述负荷子单元的电功率；
S412，获取每一个负荷子单元的负荷额定功率，基于公式2计算在当前时间节点下，每一个负荷子单元的负荷标幺值；



其中，i为所述负荷子单元的序号，t为当前时间节点；aL-i(t)为在当前时间节点下，每一个负荷子单元的负荷标幺值，PL-i(t)为在当前时间节点下，每一个负荷子单元的实际用电功率，PL-i，n为每一个负荷子单元的负荷额定功率；
S413，获取每一个负荷子单元的负荷标幺值-负荷转换效率表，在所述负荷标幺值-负荷转换效率表中，每一个负荷标幺值对应一个负荷转换效率；
S414，对所述负荷标幺值-负荷转换效率表中的数据进行处理，生成负荷标幺值-负荷转换效率曲线，所述负荷标幺值-负荷转换效率曲线基于平面直角坐标系建立，在所述负荷标幺值-负荷转换效率曲线中，横坐标为所述负荷标幺值，纵坐标为所述负荷转换效率；
S415，依据所述负荷标幺值-负荷转换效率曲线，获取与在当前时间节点下，每一个负荷子单元的负荷标幺值对应的负荷转换效率；
S416，基于公式3计算在当前时间节点下，每一个负荷子单元的并网功率，所述并网功率为流入所述负荷子单元的功率；



其中，i为所述负荷子单元的序号，t为当前时间节点，PL_grid-i(t)为在当前时间节点下，每一个负荷子单元的并网功率，EL-i(t)为在当前时间节点下，每一个负荷子单元的负荷转换效率，PL-i(t)为在当前时间节点下，每一个负荷子单元的实际用电功率；
S417，基于公式4计算在当前时间节点下，每一个负荷子单元的器件损耗；
ConL-i(t)＝PL_grid-i(t)-PL-i(t)公式4；
其中，i为所述负荷子单元的序号，t为当前时间节点，ConL-i(t)为在当前时间节点下，每一个负荷子单元的器件损耗，PL_grid-i(t)为在当前时间节点下，每一个负荷子单元的并网功率，PL-i(t)为在当前时间节点下，每一个负荷子单元的实际用电功率。


3.根据权利要求2所述的配电能效的计算方法，其特征在于，所述步骤S400还包括：
S421，获取在当前时间节点下，每一个负荷子单元的实际用电功率，所述实际用电功率为流出所述负荷子单元的电功率；以及，获取每一个负荷子单元的线路额定电压、线路单位阻值和线路长度；
S422，依据每一个负荷子单元的线路额定电压、线路单位阻值和线路长度，以及在当前时间节点下，每一个负荷子单元的实际用电功率，基于公式5计算在当前时间节点下，每一个负荷子单元的线路损耗；



其中，i为所述负荷子单元的序号，t为当前时间节点，Lineloss_L-i(t)为在当前时间节点下，每一个负荷子单元的线路损耗，PL_grid-i(t)为在当前时间节点下，每一个负荷子单元的并网功率，UL-i为每一个负荷子单元的线路额定电压，RL-i为每一个负荷子单元的线路单位阻值，LL-i为每一个负荷子单元的线路长度。


4.根据权利要求3所述的配电能效的计算方法，其特征在于，所述步骤S500包括：
S511，获取在当前时间节点下，每一个分布式电源子单元的实际用电功率，所述实际用电功率为流入所述分布式电源子单元的电功率；
S512，获取每一个分布式电源子单元的分布式电源额定功率，基于公式6计算在当前时间节点下，每一个分布式电源子单元的分布式电源标幺值；



其中，k为所述分布式电源子单元的序号，t为当前时间节点，aS-k(t)为在当前时间节点下，每一个分布式电源子单元的分布式电源标幺值，PS-k(t)为在当前时间节点下，每一个分布式电源子单元的实际用电功率，PS-k，n为每一个分布式电源子单元的分布式电源额定功率；
S513，获取每一个分布式电源子单元的分布式电源标幺值-分布式电源转换效率表，在所述分布式电源标幺值-分布式电源转换效率表中，每一个分布式电源标幺值对应一个分布式电源转换效率；
S514，对所述分布式电源标幺值-分布式电源转换效率表中的数据进行处理，生成分布式电源标幺值-分布式电源转换效率曲线，所述分布式电源标幺值-分布式电源转换效率曲线基于平面直角坐标系建立，在所述分布式电源标幺值-分布式电源转换效率曲线中，横坐标为所述分布式电源标幺值，纵坐标为所述分布式电源转换效率；
S515，依据所述分布式电源标幺值-分布式电源转换效率曲线，获取与在当前时间节点下，每一个分布式电源子单元的分布式电源标幺值对应的分布式电源转换效率；
S516，基于公式7计算在当前时间节点下，每一个分布式电源子单元的并网功率，所述并网功率为流出所述分布式电源子单元的电功率；
PS_grid-k(t)＝ES-k(t)×PS-k(t)公式7；
其中，k为所述分布式电源子单元的序号，t为当前时间节点，PS_grid-k(t)为在当前时间节点下，每一个分布式电源子单元的并网功率，ES-k(t)为在当前时间节点下，每一个分布式电源子单元的分布式电源单元转换效率，PS-k(t)为在当前时间节点下，每一个分布式电源...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国伟，李海波，赵宇明，王静，艾精文，
申请(专利权)人：深圳供电局有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44